Sistemas Operacionais – Gerência de Memória

Olá, querido (a) aluno(a)!

Neste artigo entenderemos conceitos importantes sobre Gerência de Memória no contexto de Sistemas Operacionais e como são cobrados em questões de concursos.

O gerenciamento de memória é uma função crucial dos sistemas operacionais, que assegura a eficiência no uso dos recursos de memória, permitindo que múltiplos processos sejam executados simultaneamente sem interferência. Neste artigo, exploramos as técnicas de partições, realocação, memória virtual e swapping, essenciais para o gerenciamento de memória.

Partições de Memória

Particionamento é a divisão da memória física em segmentos distintos, que podem ser alocados a processos específicos. Existem dois tipos principais de partições: partições fixas e partições dinâmicas.

• Partições Fixas: A memória é dividida em blocos de tamanho fixo. Cada bloco pode conter exatamente um processo. A principal limitação dessa técnica é a fragmentação interna, onde há desperdício de espaço devido à incapacidade de ajustar o tamanho do bloco ao tamanho do processo.

• Partições Dinâmicas: A memória é dividida em blocos de tamanho variável conforme a necessidade dos processos. Essa técnica reduz a fragmentação interna, mas pode levar à fragmentação externa, onde pequenos blocos de memória livre são espalhados pela memória física, impedindo a alocação de novos processos.

Realocação de Memória

A realocação refere-se ao processo de ajustar as referências de memória de um processo para garantir que ele possa ser movido de uma partição de memória a outra. Isso é necessário para a execução eficiente de processos e para otimizar o uso da memória.

• Realocação Estática: Acontece no momento da compilação ou carregamento, onde o endereço de memória é fixado e não muda durante a execução do processo.
• Realocação Dinâmica: Ocorre durante a execução, permitindo que o processo seja movido na memória, o que é útil para a multiprogramação e para melhorar a utilização da memória.

Memória Virtual

Memória virtual é uma técnica que permite que os processos utilizem mais memória do que a fisicamente disponível no sistema. Isso é alcançado através da utilização de uma combinação de memória física e espaço de armazenamento secundário (disco rígido).

• Paginação: A memória virtual é dividida em pequenos blocos chamados páginas, que correspondem a blocos de memória física chamados quadros. A paginação permite uma alocação eficiente de memória, reduzindo a fragmentação.

• Segmentação: Divide a memória em segmentos de tamanho variável, que correspondem a diferentes áreas lógicas do programa, como código, dados, e pilha. A segmentação facilita a proteção e compartilhamento de memória entre processos.

Swapping

Swapping é uma técnica que envolve a troca de processos entre a memória principal e o disco rígido para liberar espaço para outros processos. Quando a memória física se esgota, os processos inativos são movidos para o disco, liberando espaço para novos processos.

• Swapping Total: Move processos inteiros entre a memória principal e o disco. Isso pode causar uma sobrecarga significativa no sistema devido ao tempo necessário para mover grandes blocos de dados.
• Swapping Parcial: Move partes de processos (páginas ou segmentos) entre a memória principal e o disco, permitindo uma gestão mais granular da memória e reduzindo a sobrecarga.

Vantagens e Desvantagens

Cada técnica de gerenciamento de memória tem suas vantagens e desvantagens:

• Partições Fixas: Simples de implementar, mas causa fragmentação interna.
• Partições Dinâmicas: Reduz fragmentação interna, mas pode levar à fragmentação externa.
• Realocação Estática: Menos flexível, mas mais simples.
• Realocação Dinâmica: Mais flexível, mas complexa de implementar.
• Memória Virtual: Permite maior utilização de memória, mas pode causar overhead devido à necessidade de gerenciamento de páginas e segmentos.
• Swapping: Libera memória, mas pode causar lentidão devido ao tempo de transferência entre disco e memória.

O gerenciamento de memória é um componente vital dos sistemas operacionais, essencial para a execução eficiente e simultânea de múltiplos processos. Compreender as técnicas de partições, realocação, memória virtual e swapping é fundamental para otimizar o uso dos recursos de memória e garantir a estabilidade e performance do sistema. A escolha da técnica adequada depende das necessidades específicas do sistema e dos processos em execução.

Vamos ver como esse conteúdo já foi cobrada em concursos públicos?

1) Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: CTI Prova: CESPE / CEBRASPE – 2024 – CTI – Tecnologista Pleno 2 – I – Especialidade: Indústria 4.0 e Governo Digital – Área de Atuação: Sistemas Ciberfísicos e Cidades Inteligentes

Julgue o item subsequente, que versa acerca de sistemas operacionais.

Caso não exista espaço suficiente na RAM, os sistemas operacionais utilizam a memória virtual, realocando dados da memória principal para a memória secundária.

Gabarito: Certo

Comentário: Quando a memória RAM está cheia e não há espaço suficiente para armazenar todos os dados dos processos em execução, o sistema operacional recorre à memória virtual. A memória virtual permite que o sistema operacional utilize uma parte do disco rígido como se fosse uma extensão da memória RAM. Esse processo de realocação de dados, também conhecido como swapping, envolve mover dados inativos ou menos prioritários da memória principal (RAM) para a memória secundária (disco rígido). Dessa forma, o sistema operacional libera espaço na RAM para novos processos ou dados ativos, garantindo que o sistema continue operando de maneira eficiente.

Então é isso! 

Bons estudos e até o nosso próximo artigo.

Prof. Jósis Alves

Coordenador TI – Gran Concursos

Analista de TI no Supremo Tribunal Federal